Projeto aerodinâmico de pás de turbinas eólicas

A energia eólica se consolidou como uma fonte de energia renovável e economicamente viável. Com a queda do preço do barril de óleo e a crise na indústria petrolífera, a indústria eólica cresceu rapidamente, embora ocupe uma parcela muito pequena da matriz energética global. No Brasil, o crescimento beira a 45% de crescimento anual, porém a produção de tecnologia ainda é muito pequena, sendo restrita a poucos grupos de pesquisa. O projeto aerodinâmico de um rotor é uma parte fundamental na busca de uma maior extração de energia. Começando pela teoria de disco atuador desenvolvida por Betz, e passando por elaborações como o disco rotor e por fim associando as teorias de momento com a teoria de elemento de pá, finalmente obtemos a teoria de elemento de pá. A teoria de elemento de pá é o método mais utilizado para o dimensionamento dos rotores atualmente. O presente trabalho busca uma metodologia para dimensionar rotores ideais para certas condições de vento e potência nominal, por exemplo. Além disso, modelos como cilindro de vórtices e perda de ponta de asa são explorados na dedução do modelo. Depois de desenvolvida a metodologia de cálculo, foram comparados 4 perfis de aerofólios e levantadas as curvas da variação da corda e do coeficiente de potência ao longo da pá, o ângulo de montagem e por fim comparados com aerogeradores comerciais. Ao final, revela-se que diferentes potências geradas e as características dos diferentes perfis influenciam nas características geométricas da pá, porém, nos parâmetros de desempenho não mostraram significativa influência, uma vez que foram usados parâmetros ótimos baseados nas características dos perfis.Wind power has established itself as a renewable energy source and economically viable. With the falling price of the oil barrel and the crisis in the oil industry, the wind industry has grown rapidly, although it occupies a very small portion of global energy matrix. In Brazil, the growth edge 45% annual growth, but the production technology is still very small, and restricted to a few research groups. The aerodynamic design of a rotor is a key part in the search for greater extraction of energy. Starting with the actuator disk theory developed pro Betz, and through elaborations as the rotor disk and finally associating the moment of theories with the shovel element theory, we finally obtain the blade element theory. The blade element theory is the most widely used method for the design of the rotors currently. This work seeks a methodology to scale rotors ideal for certain wind conditions and rated power for example. In addition, models like cylinder vortices and loss of wing tip. After the calculation methodology developed were compared airfoil profiles 4 and raised the curves of variation of the chord and the power coefficient along the blade, mounting angle and finally compared with commercial wind turbines